br>>br> Esta é a quarta de uma série de cinco partes escrita por especialistas em destaque na nova exposição do Smithsonian no Hall of Fossils-Deep Time, agora em exibição no Museu Nacional de História Natural. A série completa pode ser encontrada visitando o nosso Relatório Especial do Tempo Profundo
“Nenhum fóssil é enterrado com a sua certidão de nascimento”, escreveu o famoso editor científico Henry Gee no seu tratado de 2000, In Search of Deep Time. Embora verdadeiros, os fósseis são enterrados com muitas pistas que nos permitem reconstruir a sua história. Uma série de técnicas de datação absoluta tornou possível estabelecer a escala temporal da história da Terra, incluindo a idade e origem da vida, o tempo das extinções em massa e o registo da evolução humana.
Em 2013, na região Afar da Etiópia, a nossa equipa de investigação descobriu um raro osso maxilar fóssil pertencente ao nosso género, o Homo. Para resolver o mistério de quando este antepassado humano viveu na Terra, procurámos respostas para as camadas de cinzas vulcânicas próximas. Utilizando a lupa de um geólogo, podemos analisar cuidadosamente as cinzas em busca de minúsculos minerais que são mais pequenos do que uma única polvilhada num biscoito de açúcar e que contêm a chave para determinar a idade de um fóssil.
Trabalhar nesta parte da Etiópia é uma aventura e tanto. É uma região onde 90 graus Fahrenheit parece fresco, a poeira é um dado adquirido, a água não, e uma deslocação diária normal inclui avestruzes de corrida e travagem para camelos à medida que forjamos caminhos pelo deserto. Mas, esta paisagem árida e hostil é um dos locais mais importantes do mundo para estudar quando e como os humanos começaram a andar erectos, usando ferramentas e adaptando-se aos seus ambientes em mudança.
early on, antes de termos meios mais precisos para datar fósseis, os geólogos e paleontólogos baseavam-se em métodos de datação relativa. Eles olharam para a posição das rochas sedimentares para determinar a ordem. Imagine o seu cesto de roupa suja – a roupa suja que usou no fim-de-semana passado senta-se no fundo, mas o descanso de hoje está em cima da pilha. O conceito de rochas sedimentares é o mesmo. As rochas mais velhas estão na base, as mais novas estão no topo. Os investigadores também utilizaram a biostratigrafia, que é o estudo de como os fósseis aparecem, proliferam e desaparecem ao longo do registo rochoso, para estabelecer idades relativas. Ainda hoje utilizamos estes métodos de datação relativa como uma primeira abordagem para datar fósseis antes de atribuir uma idade numérica, ou absoluta.
P>Podemos datar fósseis reais? Por vezes.
Os cientistas chamados geochronologistas são especialistas em datar rochas e fósseis, e podem frequentemente datar fósseis com idade inferior a cerca de 50.000 anos utilizando a datação por radiocarbono. Este método tem sido utilizado para fornecer datas para todo o tipo de material interessante, como arte rupestre e cocó fossilizado. Infelizmente, fósseis como o nosso maxilar, bem como os dinossauros em vista na nova exposição “Fossil Hall-Deep Time” no Museu Nacional de História Natural do Smithsonian, são demasiado velhos para datação por radiocarbono. Nestes casos, temos de confiar nas próprias rochas. Datamos as rochas e, por inferência, podemos datar os fósseis.
O primeiro grande desafio é encontrar o tipo certo de rochas a recolher para análise laboratorial. Temos a sorte de a região Afar ter horizontes de cinzas vulcânicas nas camadas rochosas sedimentares. De facto, logo abaixo onde o osso maxilar fóssil foi descoberto, a nossa equipa encontrou uma nova camada de cinzas vulcânicas que baptizámos de Gurumaha Tuff. A palavra gurumaha na língua local significa milkshake – um reflexo da nossa mentalidade no calor da tarde de 90 graus. Em certo sentido, podemos pensar nas camadas de cinzas vulcânicas como cronómetros enterrados. Quando o vulcão entra em erupção o temporizador começa, e usamos técnicas de datação absoluta para dizer o tempo decorrido.
P>As rochas vulcânicas contêm tipicamente minerais naturalmente radioactivos – os nossos biscoitos de açúcar salpicam. Podemos datar estes minerais utilizando técnicas baseadas no decaimento radioactivo dos isótopos, que ocorre a taxas conhecidas. A medição de isótopos envolve tipicamente lasers e espectrómetros de massa e por vezes até reactores nucleares. Calculamos a idade utilizando a taxa de decaimento e as medições de isótopos, o que nos dá o tempo decorrido no nosso cronómetro.
Datamos com sucesso o Gurumaha Tuff com 2,82 milhões de anos de idade, datando o feldspato mineral naturalmente radioactivo. Uma vez que o maxilar corroeu de cima do Gurumaha Tuff, ele deve ser mais novo. Calculámos que o maxilar tem entre 2,80 e 2,75 milhões de anos, tornando-o o fóssil mais antigo conhecido do nosso género Homo.
Geochronologists have an abundance of tools at their disposal, but still, some rocks and fossils prove difficult to date. As inovações aos métodos de datação existentes estão a eliminar estas barreiras. Por exemplo, as revisões a um método chamado ressonância de spin de electrões permitem aos cientistas datar fósseis raros, como os dentes de hominina, porque podem datar directamente o fóssil sem danificar visivelmente o espécime. No Afar, os cientistas estão a tentar datar as camadas reais a partir das quais os fósseis se desgastam, em vez de dependerem da presença de cinzas vulcânicas. Isto dir-nos-ia com mais precisão a idade das rochas fósseis, e abriria novos campos de exploração que carecem de tais camadas.
Fósseis atravessam o tempo geológico de centenas a até milhares de milhões de anos e são descobertos em muitos tipos de rochas e cenários. A selecção de uma técnica de datação adequada é um passo crítico para obter uma idade significativa e precisa.
Os cientistas dataram fósseis encontrados em cavernas sul-africanas entre 236.000 a 335.000 anos de idade utilizando vários geocronómetros diferentes, incluindo luminescência estimulada opticamente, uma ferramenta que nos permite calcular a última vez que os sedimentos das cavernas foram expostos à luz. Outro método comum, a datação por chumbo de urânio, baseia-se na decomposição radioactiva do urânio e pode ser utilizado para datar rochas que contêm os fósseis mais antigos conhecidos na Terra com mais de 3,5 mil milhões de anos! Para pôr isto em contexto, a idade da Terra é de 4,54 mil milhões de anos, mas a nossa espécie só existe há aproximadamente 300.000 anos.
A idade da Terra e a origem da vida é quase insondável, mas o novo Salão do Tempo Profundo do Smithsonian foi concebido para nos ajudar a compreender a enormidade da história da Terra à luz dos nossos impactos actuais. O geólogo do século XVIII, James Hutton, reconheceu que os processos geológicos requerem longas escalas de tempo, um conceito central para o que entendemos por tempo profundo. O objectivo da geocronologia – rochas datadas e fósseis – é tecer em conjunto as datas que obtemos para contar a extraordinária história do tempo profundo da Terra.